La huella de carbono es la superficie, la tierra y el agua que necesitamos para producir los recursos que utilizamos y absorber nuestros desechos. Hay varios procesos que implican la producción de desechos en el recubrimiento en polvo (material, calor y emisiones de carbono). Hay varias políticas, planes, proyectos, objetivos, mandatos corporativos e incluso regulaciones que están presionando a las organizaciones para que examinen más de cerca la sostenibilidad y la descarbonización. Las compensaciones de carbono deberían verse como una excelente manera de financiar la plantación de árboles y proyectos de energía renovable en todo el mundo para dejar de lado los combustibles fósiles, pero eso no es suficiente.
La huella de carbono en un proceso de recubrimiento en polvo proviene de varias etapas, cada una de las cuales implica el consumo de energía y las emisiones. No vamos a hablar del transporte de los materiales ni de la logística involucrada. Solo nos centraremos en el proceso:
Primero:
Podemos hablar de la fabricación de recubrimientos en polvo, la producción de la resina, los pigmentos, los aditivos utilizados en los recubrimientos en polvo y de la energía requerida que a menudo proviene de combustibles fósiles. La fabricación de estos materiales emite CO2 y otros gases de efecto invernadero (GEI). El proceso de moler y mezclar las materias primas para crear el recubrimiento en polvo utiliza energía, principalmente electricidad. La huella de carbono en esta etapa depende de la fuente de energía (por ejemplo, carbón, gas natural o energías renovables) utilizada en la planta de generación.
Segundo:
La huella de carbono en el proceso de recubrimiento en polvo, el cual tiene tres fases que son: El pretratamiento, la aplicación y el curado:
Fase de pretratamiento
Durante la preparación de la superficie, es necesario limpiarla y tratarla previamente para garantizar la adhesión. Los procesos de pretratamiento habituales implican el uso de productos químicos, el enjuague y el secado de las piezas. Cada uno de estos pasos consume energía y puede liberar emisiones, especialmente si la limpieza implica calefacción o maquinaria alimentada por combustibles fósiles. Los sustratos deben limpiarse y desengrasarse, y luego la superficie del metal debe estar libre de aceite, grasa, óxido u otros contaminantes antes de aplicar el recubrimiento en polvo. Los desengrasantes y los agentes de limpieza se aplican normalmente en un baño acuoso o químico. Muchos procesos, como la fosfatación de hierro, la fosfatación de zinc, el circonio, los desengrasantes alcalinos o los recubrimientos nano cerámicos, se utilizan para mejorar la resistencia a la corrosión y la adhesión del recubrimiento en polvo.
La huella de carbono durante esta fase está presente en el proceso de enjuague porque, si el proceso de limpieza implica un uso significativo de agua, el calentamiento del agua (para los baños calientes) y el tratamiento de las aguas residuales contribuyen a la huella de carbono general. Si bien el agua en sí no emite CO₂, la energía utilizada para bombear, calentar y tratar el agua sí lo hace. La producción de fosfatos u otros tratamientos químicos genera emisiones de CO₂ tanto por la energía necesaria para la fabricación como por las propias reacciones químicas.
Fase de aplicación
Mientras utilizamos la aplicación electrostática, estas pistolas utilizan electricidad para cargar el polvo, que se adhiere a la superficie del metal. La cantidad de electricidad que se utiliza aquí contribuye a la huella de carbono general. El polvo que se desperdicia durante el proceso va al tambor de recuperación de basura. Necesitamos deshacernos de esos tambores llenos de polvo no reciclable.
Fase de curado
La fase de curado es la que más energía consume en todo el proceso de recubrimiento en polvo. El curado del polvo se basa en alcanzar la temperatura de curado adecuada de la pieza y luego mantenerla a esa temperatura durante el tiempo adecuado. Para lograr el tiempo y la temperatura adecuados para el curado del recubrimiento en polvo, existen tres sistemas comunes:
- Horno de convección a gas natural.
- Horno infrarrojo eléctrico.
- Combinación híbrida de 1 y 2.
Durante el curado se produce la combustión del gas natural (metano -CH4) este gas se combina con el oxígeno, y durante esta reacción química se produce como resultado vapor de agua y dióxido de carbono. Estos dos resultados fluyen hacia una o más cámaras de combustión para finalmente terminar subiendo a la atmósfera. El horno de curado también consume electricidad para los ventiladores de suministro de aire, extractores, ventiladores de recirculación de aire y cadenas transportadoras (si aplica)
Eficiencia y sostenibilidad durante el proceso, una solución para reducir la huella de carbono
Mejorar la eficiencia energética de nuestro proceso de curado de pintura en polvo reducirá nuestra huella de carbono. Es obvio que un mayor consumo de energía produce más emisiones de carbono. Por lo tanto, el objetivo es que la energía consumida durante su proceso de pintura en polvo se destine a agregar valor a sus piezas.
Puede aumentar la eficiencia de su equipo con un mantenimiento preventivo y un seguimiento periódico de las variables del proceso como el consumo de aire, la variación de calor, el aislamiento del horno de curado y la recuperación de calor residual para controlarlas y realizar los ajustes correspondientes. Cuanto más eficiente pueda hacer su horno de curado, mayor reducción en su huella de carbono percibirá.
En el caso del consumo de agua, los efluentes de los procesos de limpieza y fosfatación a menudo contienen sustancias químicas nocivas que deben tratarse antes de su eliminación. El tratamiento de aguas residuales implica energía para la filtración, neutralización y gestión de lodos. El uso de agentes neutralizantes en el tratamiento de aguas residuales produce GEI y los procesos de alto consumo energético pueden emitir CO2 adicional.
Reciclaje del polvo. Podría ser una buena idea, pero los fabricantes de recubrimientos en polvo tienen que afrontar varios desafíos, como: Contaminación del color: si se mezcla el exceso de pulverización de polvo de diferentes colores, puede que no sea posible separarlos. Mezclar colores puede dar como resultado un polvo gris o «descolorido», lo que lo hace inadecuado para un acabado de alta calidad. Degradación del polvo: el reciclaje repetido del polvo puede degradar su calidad. Con el tiempo, el polvo que ha estado expuesto al aire y la humedad puede apelmazarse, perder su carga o curarse prematuramente, lo que reduce su eficacia. Uso limitado para aplicaciones específicas: si bien el polvo reciclado aún se puede usar, puede que solo sea adecuado para aplicaciones no críticas o donde la calidad del acabado no sea tan importante.
Nota: Podemos reducir la huella de carbono haciendo que el proceso sea más eficiente y, como se dijo antes, un buen mantenimiento preventivo y el seguimiento del proceso desde la conexión a tierra o puesta a tierra hasta que las piezas estén listas para usar pueden hacer una diferencia enorme.
Manufactura eficiente
Significa fabricar sin desperdicios. La manufactura eficiente es una herramienta poderosa para ayudar a reducir la huella de carbono. Dos de los muchos ejemplos que Utech, B (2002) recomienda en su libro son:
Reducción de los plazos de entrega. En la mayoría de los casos, especialmente en los talleres de pintura más pequeños, cumplir con las promesas de plazos de entrega es primordial para el cliente. Asegurarse de que las piezas de un cliente se procesen en un plazo de entrega relativamente corto ayuda a asegurar la relación con ese cliente. Los plazos de entrega favorables producen tiempos de finalización aceptables. Esta suele ser una de las mayores expectativas del cliente.
Reducción de la materia prima: Es importante tener suficiente polvo para terminar por completo un trabajo, y tal vez un poco más en caso de problemas durante la aplicación. Sin embargo, los departamentos de administración y/o compras deben hacer hincapié en comprar polvo solo después de que la pieza se haya medido correctamente para el área de superficie geométrica que necesita ser recubierta. Es muy costoso comprar polvo sin usar una fórmula, sin mencionar el hecho de que el polvo almacenado en los estantes eventualmente quedará obsoleto. El almacenamiento también es un desperdicio de espacio. El precio de compra por cada libra de polvo para comprar a granel no se justifica si el polvo se estropea o no se necesita nuevamente. Por lo general, resulta que no hay otro trabajo en el que utilizar el polvo.
Conclusión
Reducir la huella de carbono en el proceso de recubrimiento en polvo es crucial para la sostenibilidad ambiental, mejorar la eficiencia energética, reducir costos operativos, garantizar el cumplimiento normativo y mejorar la reputación y la competitividad de la empresa. A largo plazo, apoya la lucha global contra el cambio climático y al mismo tiempo genera importantes beneficios empresariales y medioambientales.
Referencias
Conner, Gary. 2001. Lean Manufacturing for the Small Shop. Dearborn, MI: Society of Manufacturing Engineers.
Jordan, James A., Jr. and Michel, Frederick J. 2001. The Lean Company: Making the Right Choices. Dearborn, MI: Society of Manufacturing Engineers
Stowe, M. Optimizing Powder Coat Curing to Improve Your Carbon Footprint, Powder Coating Tough Magazine. July 11, 2023.
